Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник и устройство для его реализации

(50 4 С 01 К 23/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е Электронусилителях,1983, с. 31 -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Щербаков В.И. и. др.ные схемы на операционныхСправочник - К.: Техника,33, 91.Авторское свидетельство СССР 1 739415, кл. С О К 23/20, 1980.(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЛОЖНОГО ГАРМОНИЧЕСКОГО СИГНАЛА С ЗАДАННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ГАРМОНИК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ(57) Изобретение относится к радио- измерительной технике. Може быть ис пользовано при проверке измерителей нелинейных искажений. Целью изобретения является повышение точности формирования сигнала, калиброванногопо коэффициенту гармоник. Указаннаяц ль достигается согласно способутем, что исходный синусоидалыьп сигнал преобразуют в сигнал прямоугольной формы, а затем в сигнал треугольной формы и получают сигнал в высшихгармоник, необходимый для формированиясигнала с заданным коэффициентом гармоник, Устройство для реализации способа содержит исТочник 1 синусоидальных сигналов, усилитель-ограничитель2, интегратор 3, фазовый корректор 4,дифференциальный усилитель 5, компаратор 6 напряжений и аттенюатор 7.Способ может найти применение такжев устройствах контроля качества параметров электрических сигналов, информационно-измерительной технике итехнике связи, 2 с,п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к радиоизмерительной технике и може быть использовано при проверке измерителейнелинейных искажений.Цель изобретения - повьппение точности формирования сигнала.Способ состоит в преобразованииисходного синусоидального сигналав сигнал прямоугольной формы, затемв сигнал треугольной Формы, нычита- Онии полученных сигналов прямоугольной формы и сдвинутого по фазе на 3 /2треугольной Формы, нормировании полученного сигнала высших гармоникпо уровню и суммировании пронормированного сигнала с исходным синусоидальным сигналом,Сущность способа состоит в компенсации первой гармоники н спектреискаженного сигнала равной по амплитуде и противоположной по фазе первой гармоникой сигнала с отличным, частотным спектром.На фиг, 1 представлена схема устройства; на Фиг.2 - эпюры напряжений. 25Устройство состоит из последовательно соединенных источникасинусоидальных сигналов, усилителя-ограничителя 2, интегратора 3, фазовогокорректора 4, дифференциального уси- З 0лителя 5, первым входом подключенного к выходу Фазового корректора 4,а вторым - к выходу усилителя-ограничителя 2, компаратора 6 напряжений,аттенюатора 7, сумматора 8, кото.Ф35рый первым входом подключен к выходуаттенюатора 7, а вторым - к выходуисточник 1 синусоидальных сигналов,причем компаратор 6 напряжений первым входом подключен к выходу дифференциального усилителя 5 а,вторымк выходу источника 1 синусоидальныхсигналов. Выход сумматора 8 является выходом устройства.Устройство работает следующим об разом.Исходный синусопдальпый сигнал Б, (фиг.2 и ) первой гармоники с малым значением коэффициента гармоник (менее 0,0017.), поступающий с источника 50 1 синусоидальпых сигналов, с помощью усилителя-ограничителя 2 преобразуется в сигнал прямоугольнои формытой же частоты н Фазы. Последующим интегрированием сигнал Цг преобразует55 ся в сигнал треугольной формы 0 зпутем использования интегратора 3.Гри этом разложение в тригонометрический ряд Фурье сигнала Б имеет слег дующий вид: 4 Ц, 1 Ц (С) = т (я 1 п С + -я.пЗ с + г 11 3+ -я 1 п 5 и + ),1а сигнала 4 (фиг.2 г ), получаемогоиэ сигнала Бэ путем сдвига Фаз на Т 2при помощи фазового корректора 4,4 Д1= - (я 1 пис - ; - яЫ Зис +Т 31+ в . в , я 1 п 5 ис -),где Б - амплитуда сигналов г и БУ - основная круговая частотасигналон г иРазность сигналов Б и 04 несложно получить, подавая их на разнополярные входы дифференциального усилителя 5. Усиленный разностный сигнал Ц, на его выходе равен4 К 0 4 4ц = в (- я 1 п Зи + - я 1 пвг Т 9 255 ис+ .)или4 КуБ 4+ 5 я.и 5 ис +)где К - коэффициент усиления дифференциального усилителя 5 в зависимос" ти от того, на какие входы дифференциального усилителя 5 подаются сиги 14иСигналы Цили Б , не содержат первой гармоники исходного синусоидального сигнала и отличаются фазой на 7, Таким образом, простой коммутацией входов дифференциального усилителя 5 можно изменять Фазу высших гармоник на и,Равенство среднеквадратических значений напряжений Б, и Бя, устанавливается путем их компарирования с помощью компаратора 6 напряжений с последующим нормированием уровня сигнала 0 я, Амплитуду сигнала Ця, можно регулировать с помощью изменения коэффициента усиления К дифференциального усилителя 5.Суммируя сигналы перной и высших гармоник н сумматоре 8, получаем сложный гармонический сигнал с заданным уровнем высших гармоник, детерминированный по Форме н спектральному составу.15 где В, - среднеквадратическое значение напряжения первой, гармоники,Б - среднеквадратическое знаагчение напряжения высших гармоник.Высокая точность Формирования 20 сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник достигается за счет применения компенсационного метода исключения первой гармоники из состава спектра искаженного сигнала. формула из обр ет ения 1, Способ формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник, основанный на получении сигнала высших гармоник из исходного синусоидального сигнала, нормирований полученного сигна 30 Требуемый коэффициент гармоник устанавливается путем нормирования уровня сигнала 11 с помощью прецизионного калиброванного аттенюатора 7, При указанной выше установке ра венства среднеквадратических значений сигналов Б и Бвг коэффициент гармоник выходного напряжения равен коэффициенту передачи аттенюатора 7 Ка, Действительно, коэффициент гармоник выходного напряжения устройства равенКа 11 вгг, - Ка ла и суммировании его с исходным синусоидальным сигналом, о т л и - -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности формирования, исходный синусоидальный сигнал преоб,разуют в сигнал прямоугольной формы, затем в сигнал треугольной формы, вычитают полученные сигналы прямоугольной формы и сдвинутый по фазе на в /2 треугольной формы и используют полученный разностный сигнал в качестве сигнала высших гармоник2. Устройство формирования сложного гармонического сигнала с заданным коэффициентом гармоник, содержащее сумматор, выход которого является выходом устройства, аттенюатор, компаратор напряжений и источник синусоидальных сигналов, выход которого подключен к первому входу компаратора напряжений и к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу аттенюатора, причем второй вход компаратора напряжений и вход аттенюатора соединены между собой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выход источника синусоидаль- ных сигналов подключен к последовательно соединенным усилителю-ограни-, чителю, интегратору, фазовому корректору и первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к выходу усилителя- ограничителя, а выход - к входу аттенюатора.272273 фиг.2 Составитель Н.федоровРедактор Е.Папп Техред А,Кравчук орректор Г,Решетник Заказ 633ВН 5/45 Тираж 728ИИПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 одпи